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Desenvolvimento de um coprocessador de qualidade de energia padrão classe A baseado em processadores embarcados em FPGA
The increasing use of non-linear loads connected to the electric power system and
the increase in the insertion of distributed generation, contribute to a possible worsening
of the Electric Power Quality (QEE) levels and to the appearance of disturbances, capable
of damaging equipment connected to the network. In order to mitigate the economic
losses caused by this type of occurrence and meet the requirements for improving QEE
by regulatory agencies, the study and development of devices and technologies capable of
monitoring and storing QEE indicator parameters is increasing. When evaluating them,
it is possible not only to categorize and identify the possible sources of disturbances,
but also, according to the number of installed monitors, to obtain an overview of the
functioning of the system. Among the technologies available in the market, the Field
Programmable Gate Array (FPGA), due to its high reconfigurability and parallelism, has
been increasingly used in this type of application. In view of the described scenario, the
present work presents the implementation of a system for calculating parameters for QEE
indicators, based on the use of parallel processors embedded in FPGA. The algorithms
implemented in each processor follow the guidelines described by IEC 61000-4-30, for class
A devices. To validate the proposed system, functional simulation tests were performed,
using the Intel® ModelSim® software, and more practical tests, with the project recorded
and actually running within the FPGA. For this, the DE10-Nano development kit was
used, which ships an FPGA belonging to the Intel® manufacturer’s Cyclone V family. In
all tests performed, the results showed good accuracy and met the requirements required
by the adopted standard.A utilização cada vez maior de cargas não lineares conectadas ao sistema elétrico
de potência e o aumento na inserção de geração distribuÃda, contribuem para uma possÃvel
piora dos nÃveis de Qualidade da Energia Elétrica (QEE) e para o surgimento de distúrbios,
capazes de danificar equipamentos conectados à rede. Com o intuito de mitigar os prejuÃzos
econômicos causados por este tipo de ocorrência e atender as exigências de melhora de
QEE pelas agências reguladoras, o estudo e desenvolvimento de dispositivos e tecnologias
capazes de monitorar e armazenar parâmetros indicadores de QEE é cada vez maior. Ao
avaliá-los, é possÃvel não apenas categorizar e identificar as possÃveis fontes dos distúrbios,
mas também, de acordo com o número de monitores instalados, obter uma visão geral
do funcionamento do sistema. Dentre as tecnologias disponÃveis no mercado, o Arranjo
de Portas Programáveis em Campo (do inglês, Field Programmable Gate Array)(FPGA),
devido a sua alta reconfigurabilidade e paralelismo, vem sendo cada vez mais utilizado
neste tipo de aplicação. Tendo em vista o cenário descrito, o presente trabalho apresenta
a implementação de um sistema de cálculo de parâmetros indicadores de QEE, a partir da
utilização de processadores paralelos embarcados em FPGA. Os algoritmos implementados
em cada processador seguem as diretrizes descritas pela norma IEC 61000-4-30, para
dispositivos classe A. Para validação do sistema proposto foram feitos testes de simulação
funcional, a partir do software ModelSim® , da fabricante Intel® , e testes de teor mais
prático, com o projeto gravado e em execução de fato dentro do FPGA. Para tal, foi
utilizado o kit de desenvolvimento DE10-Nano, o qual embarca um FPGA pertencente
à famÃlia Cyclone V, da fabricante Intel® . Em todos os testes executados, os resultados
apresentaram boa precisão e atenderam aos requisitos exigidos pela norma adotada.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de NÃvel Superio
Computational intelligence techniques for maximum energy efficiency of cogeneration processes based on internal combustion engines
153 p.El objeto de la tesis consiste en desarrollar estrategias de modelado y optimización del rendimiento energético de plantas de cogeneración basadas en motores de combustión interna (MCI), mediante el uso de las últimas tecnologÃas de inteligencia computacional. Con esta finalidad se cuenta con datos reales de una planta de cogeneración de energÃa, propiedad de la compañÃa EnergyWorks, situada en la localidad de Monzón (provincia de Huesca). La tesis se realiza en el marco de trabajo conjunto del Grupo de Diseño en Electrónica Digital (GDED) de la Universidad del PaÃs Vasco UPV/EHU y la empresa Optimitive S.L., empresa dedicada al software avanzado para la mejora en tiempo real de procesos industriale
Métodos de análise da severidade da patologia da marcha humana
A marcha humana é composta por um conjunto de movimentos complexos que dificultam a sua análise e o reconhecimento de padrões de marcha normais ou patológicos. O presente relatório descreve o projeto desenvolvido com o objetivo de apresentar dois métodos, capazes de avaliar a severidade da patologia de marcha e auxiliar a análise médica: análise cinética e análise cinemática.
Na primeira fase do projeto foi escrita e submetida uma patente que descreve um sapato instrumentado, capaz de realizar a análise cinética da marcha humana.
Numa segunda fase do projeto, utilizou-se um sistema de análise cinemática constituÃdo por uma passadeira rolante e duas câmaras, para obter os dados do movimento do joelho ao longo da marcha de indivÃduos normais, ou seja, livres de limitações e patologias da marcha, e de indivÃduos que sofreram uma lesão nesta articulação. Os dados dos indivÃduos normais, divididos em função do género, feminino e masculino, foram utilizados para treinar e testar três técnicas de inteligência computacional (TIC): Rede Neuronal Artificial (RNA), Extreme Learning Machine (ELM) e Multioutput Suport Vector Machine (MSVR). Para cada um dos géneros foi selecionada a TIC com maior capacidade de gerar as curvas dos ângulos do plano sagital dos joelhos (CAPSJs) para indivÃduos com caracterÃsticas fÃsicas e velocidades de marcha desconhecidas pelas técnicas. Como se poderá ver na descrição apresentada neste relatório a melhor TIC para os dois géneros foi a ELM.
Por fim foi desenvolvido um Ãndice capaz de avaliar a severidade da patologia dos indivÃduos que tinham sofrido uma rutura no ligamento cruzado anterior do joelho. Este Ãndice foi obtido com base em várias variáveis que comparam as CAPSJs dos indivÃduos analisados com as CAPSJs geradas para estes mesmos indivÃduos pela ELM. Posteriormente este Ãndice foi comparado com um dos Ãndices apresentados na literatura, o Gait Variable Score (GVS), onde mostrou conseguir fazer análises mais especÃficas e capacidade de detetar um maior número de limitações de marcha